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揭秘可见光通信:无电磁污染 隐私不外泄

2016-01-14 15:13
苏子言岁月
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  所谓半导体照明即LED(发光二极管)照明。面对全球能源危机和环保压力,节能环保、寿命长、安全性好的半导体照明有望进入普通照明领域,预计到2010年将超过荧光灯。作为第三代光源,在同样亮度下,半导体灯具用电量仅为白炽灯的十分之一,而使用寿命延长了100倍,且不会在生产和使用中产生对外界的污染。据估算,我国照明用电约占总电量的12%,2010年我国总发电量将达到30000亿度,假如半导体照明进入三分之一的照明市场,就可节电30%,即年节电1000亿度,至少相当于一个三峡工程的发电量。

  可见光除了照明还能用于通信,即半导体照明通信(智能体现在同时兼顾照明和通信)。早在3000年前就出现了原始的可见光通信,中国人在边境建筑烽火台,利用烽火报告敌情。随着人类文明的发展,又出现了旗语、红黄绿交通灯等可见光通信方式。到了现代,与人们生活息息相关、给人们生活带来翻天覆地变化的因特网也是依靠光通信才能做到“无处不在”、“无所不能”,只不过光通信的载体大都采用有形的光纤而已。如果能把未来“无处不在”的半导体照明和互联网通信结合起来,省去单独的照明设备和单独的通信设备,那么将会使人们的生活更加便捷,同时既降低了购置成本,又大大减少了能源消耗。

  半导体照明信息网(SolidStateLightingInformationNetwork,S2-Link)就是把半导体照明和通信网络技术结合起来,创造一种室内外“无处不在”的通信网络,可传递数据和控制信号。

  半导体照明信息网相比其它无线接入网有什么不同和优势:首先,照明通信“二位一体”天然具有能耗低、需购置设备少等优势;其次,通常的无线接入方式都是基于射频,看不见的射线不停地穿透人的身体,影响虽然微小但毕竟是负面的,可见光通信则不同,无电磁污染,对人体没有任何害处;再次,上过网的人们都有这样的体会:一个局域网中上网的人越多,上网速度就会越慢,网络浏览器变得“迟钝不堪”,可见光通信则是“博大无私”的,只要有光照到的地方就能接入网络,无须为“带宽”不够而烦恼;最后,目前的无线接入方式往往会带来安全性问题,“别有用心”的人有可能在隔壁破解了你的无线接入密钥,窥视到了你的隐私,可见光通信则不用担心这个问题,只要有光不能透过的障碍物阻挡,你的私密就不会外泄。

  正是有这些无与伦比的优势,使半导体照明信息网有着广阔的应用前景和巨大的应用领域。除了家庭网络接入,室外公共场所、楼宇、马路等需要照明的地方,医院、飞机内部、保密部门等对射频敏感的地方也都可以采用半导体照明通信。此外,半导体照明通信还能用于自动识别领域。与目前广泛使用的自动识别技术例如摄像、条码、磁卡、IC卡等相比,半导体照明智能识别技术具有更长距离识别、非接触操作、可识别高速运动物体,安全性好等很多突出的优点。

  目前,日本、美国和韩国等发达国家和地区都投入了人力和物力从事相关技术的研究与开发工作。日本成立了研究和推广可见光通信网络的可见光通信联盟。美国成立了由波士顿大学、Rensselaer理工学院、新墨西哥大学组成的LED智能照明中心。他们已经开发出初步的演示系统;其它代表性研究机构还有韩国的三星公司、英国的牛津大学、德国的西门子公司、法国电信等,他们也实现了简单的半导体照明通信。2007年12月,国际通信与电子工程师协会成立了IEEE802.15委员会,设立了可见光通信研究小组,以推进近距离通信技术标准化的工作。

  与国外相比,我国虽然也开展了一些基础性的研究工作,但在核心技术方面却几乎一片空白。面对国际上半导体照明通信研究的如火如荼,我国应立足国内半导体照明领域的良好基础,迅速切入,加快研发步伐,占领技术制高点,争取在国际半导体照明智能信息领域占有一席之地,为我国国民经济和社会发展做出应有贡献。

  中科院半导体所根据半导体照明领域发展的新形势,依托中国科学院半导体照明研发中心,组织光电子研发中心、光电系统实验室开展半导体照明智能信息工程的研究,建立了科研攻坚团队。光电系统实验室迅速成立了半导体照明通信系统研发小组。经过努力拼搏、攻关,成功研发完成了半导体照明通信演示样机,实现了跨越式的发展。截至到目前,第三代半导体照明通信样机通信速率达到2Mbps,可以流畅传递视频语音信号;第三代半导体照明控制样机可以用LED灯同时控制多种家电设备。

  样机演示系统先后受到了中科院路甬祥院长、江绵恒副院长、国家半导体照明工程重大项目管理办公室吴玲主任、半导体研究所李晋闽所长等领导的好评。该系统在半导体所示范馆、国际工业博览会、中国专利博览会、中国国际半导体照明展览会、广州数字家庭产业博览会、上海世界博览会航空馆和沪上生态家中成功展示,吸引了业界的广泛关注,如图1、2所示。

  图1,半导体照明控制系统(半导体所示范馆)

  图2、半导体照明通信系统(世博会航空馆)

声明: 本文由入驻维科号的作者撰写,观点仅代表作者本人,不代表OFweek立场。如有侵权或其他问题,请联系举报。

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